9月6~10日,中國(guó)電力科學(xué)研究院在京主辦東亞電力技術(shù)研討會(huì)。來(lái)自中國(guó)、日本、韓國(guó)及臺(tái)灣省四個(gè)電力技術(shù)研究院的專(zhuān)家,圍繞電網(wǎng)運(yùn)行分析、可再生能源集成、智能配電、智能用電、新材料、新技術(shù)、新檢測(cè)手段等重點(diǎn)研究方向展開(kāi)深入交流。與會(huì)專(zhuān)家分享經(jīng)驗(yàn)、展望未來(lái),發(fā)展低碳綠色和智能的電網(wǎng)技術(shù)成為共同目標(biāo)。
支持綠色低碳發(fā)電
2011年,日本因大地震引起的福島核電站核泄漏事故在全世界引起巨大反響,多國(guó)決定逐步減少和停止核電使用,包括核電比重較大的日本和臺(tái)灣地區(qū)。環(huán)境安全迫使各國(guó)重新審視電源構(gòu)成,東亞各國(guó)大力發(fā)展可再生能源發(fā)電,綠色低碳發(fā)電成為各國(guó)重要的發(fā)展目標(biāo)。
日本電力工業(yè)中央研究院副總裁Inumaru博士介紹了日本發(fā)電資源組成的變化趨勢(shì)。日本將大幅增加可再生能源發(fā)電和天然氣發(fā)電,預(yù)計(jì)在2030年可再生能源發(fā)電比重達(dá)到總電量的22%~24%。
韓國(guó)、臺(tái)灣也有類(lèi)似發(fā)展計(jì)劃。
中國(guó)同樣因?yàn)槊弘妿?lái)的排放壓力,大力發(fā)展可再生能源發(fā)電,降低煤電比重。中國(guó)電力科學(xué)研究院專(zhuān)家在演講報(bào)告指出,過(guò)去10年,中國(guó)的風(fēng)電和光伏發(fā)電容量增加了超過(guò)10倍,至2015年,風(fēng)電安裝容量已達(dá)129吉瓦,光伏發(fā)電安裝容量大約43吉瓦,預(yù)計(jì)到2030年,風(fēng)電和光伏發(fā)電的裝機(jī)容量分別達(dá)到總裝機(jī)容量的15%和20%。
大量可再生能源發(fā)電接入對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行、控制和分析帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。以風(fēng)電和光伏發(fā)電為主的可再生能源發(fā)電受環(huán)境氣候影響較大,發(fā)電出力具有不確定性,準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)可再生能源的發(fā)電對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行和控制意義重大。
中國(guó)電科院專(zhuān)家在演講中介紹了基于物理模型和統(tǒng)計(jì)模型的混合預(yù)測(cè)方法,利用數(shù)字氣象信息和實(shí)際風(fēng)電出力量測(cè)信息,準(zhǔn)確預(yù)測(cè)各地風(fēng)電和光伏發(fā)電,為國(guó)家電網(wǎng)公司的調(diào)度運(yùn)行提供了有力支撐。
臺(tái)灣電力公司研究院介紹了配網(wǎng)可再生能源能量管理系統(tǒng)(EMS),綜合管理配網(wǎng)中的風(fēng)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能和需求響應(yīng)。
中國(guó)電科院和日本電力工業(yè)中央研究院在研討會(huì)上都強(qiáng)調(diào)了負(fù)荷的參與。筆者提出了柔性負(fù)荷的概念,分析了柔性負(fù)荷的調(diào)節(jié)潛力和應(yīng)用分布式協(xié)同控制來(lái)充分調(diào)動(dòng)柔性負(fù)荷參與電網(wǎng)的功率平衡和頻率控制,提高可再生能源的消納。日本電力工業(yè)中央研究院專(zhuān)家Nemoto博士提出了主動(dòng)用戶(hù)的概念,通過(guò)家庭配網(wǎng)可再生能源能量管理系統(tǒng)管理用戶(hù)的光伏發(fā)電、電動(dòng)汽車(chē)充放電、空調(diào)和冰箱等家用電器的用電,參與電網(wǎng)的輸電阻塞管理和需求響應(yīng)項(xiàng)目。
發(fā)展智能電網(wǎng)技術(shù)
不斷發(fā)展智能電網(wǎng)技術(shù)是電力研究人員持續(xù)的追求。新技術(shù)、新材料、新方法和新模式的層出不窮極大推動(dòng)了智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,論壇上,專(zhuān)家介紹了各自在智能變電站、配網(wǎng)自動(dòng)化、直流配電網(wǎng)、智能電表與數(shù)據(jù)、儲(chǔ)能及負(fù)荷管理等方面的研究進(jìn)展。
智能配電技術(shù)是智能電網(wǎng)發(fā)展技術(shù)的主要方向之一。
韓國(guó)電力研究院(KERI)Kim博士介紹了高可用性網(wǎng)絡(luò)在智能變電站中的應(yīng)用,通過(guò)冗余的通信架構(gòu)和協(xié)議,實(shí)現(xiàn)變電站信息的高度集成,減少設(shè)備維護(hù)或退出運(yùn)行造成的通信中斷,保證變電站信息的高度可用性。
臺(tái)灣電力公司研究院也介紹了臺(tái)灣電力公司開(kāi)展的基于IEC61850的智能變電站示范項(xiàng)目,認(rèn)為標(biāo)準(zhǔn)化的信息集成有利于推動(dòng)不同廠(chǎng)家設(shè)備的互操作性和不同變電站設(shè)備的兼容性。
近年來(lái),直流配電網(wǎng)是吸引大家興趣的熱點(diǎn)研究題目,韓國(guó)電力研究院專(zhuān)家Jeon博士介紹了在低壓直流配電網(wǎng)方面所開(kāi)展的工作,在示范項(xiàng)目的基礎(chǔ)上開(kāi)展了運(yùn)行控制、仿真分析和測(cè)試平臺(tái)開(kāi)發(fā)等方面的研究工作,為直流配電網(wǎng)的運(yùn)行開(kāi)展大量的技術(shù)儲(chǔ)備。
配電自動(dòng)化是智能電網(wǎng)發(fā)展的重要環(huán)節(jié),中國(guó)電力科學(xué)研究院專(zhuān)家任正東博士介紹了配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展和國(guó)家電網(wǎng)公司過(guò)去幾年在配網(wǎng)自動(dòng)化方面的成果。配網(wǎng)自動(dòng)化系統(tǒng)集成了在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、網(wǎng)絡(luò)分析、故障診斷等多種功能,可以大幅提高配網(wǎng)的管理水平,提高供電可靠性,降低配網(wǎng)的運(yùn)行和檢修成本。
智能用電是提高電網(wǎng)運(yùn)行效率和智能化的重要體現(xiàn)。智能用電的基礎(chǔ)是對(duì)用電信息的準(zhǔn)確掌握,智能電表的大規(guī)模安裝為用電信息的采集提供了基礎(chǔ)。智能電表通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò),可以高密度采集和傳輸用戶(hù)的用電信息,大大提高了供電公司對(duì)用戶(hù)用電的掌握,為負(fù)荷預(yù)測(cè)、負(fù)荷特性分析、故障檢修、分時(shí)計(jì)量等提供了大量數(shù)據(jù)。日本電力工業(yè)中央研究院的專(zhuān)家Hattori博士介紹了應(yīng)用智能電表數(shù)據(jù)來(lái)分析住房的使用率,并且以此來(lái)為老年人提供服務(wù),通知人們參與需求響應(yīng),幫助快遞員規(guī)劃行程和定向產(chǎn)品推廣等。
智能用電的另一方面則體現(xiàn)在能源的綜合利用和靈活的用電技術(shù)。近年來(lái),分布式電源的快速發(fā)展大大改變了電力的供給方式,用戶(hù)通過(guò)輸配電網(wǎng)獲取電力的單一模式發(fā)生了改變,部分用戶(hù)可以安裝分布式電源來(lái)自己供電,可以根據(jù)電價(jià)信息調(diào)整用電需求或者通過(guò)儲(chǔ)能轉(zhuǎn)移用電需求。中國(guó)電科院專(zhuān)家陳宋宋博士介紹了智能用電技術(shù)的發(fā)展,包括智能建筑、智能小區(qū)、電動(dòng)汽車(chē)智能充電管理等方面的工作。
適應(yīng)開(kāi)放的電力市場(chǎng)
電力市場(chǎng)化是參會(huì)的國(guó)家、地區(qū)都在推進(jìn)的改革。如何適應(yīng)電力市場(chǎng)化改革是四個(gè)參會(huì)研究機(jī)構(gòu)共同關(guān)心的話(huà)題之一。
臺(tái)灣電力公司研究院介紹了臺(tái)灣電力市場(chǎng)化改革的進(jìn)程和電網(wǎng)公司的發(fā)展規(guī)劃,主要體現(xiàn)在如何應(yīng)對(duì)發(fā)電側(cè)的競(jìng)爭(zhēng)、售電側(cè)的開(kāi)放和用戶(hù)的自由選擇。日本電力工業(yè)中央研究院和韓國(guó)電力研究院則在用戶(hù)參與方面給予充分關(guān)注,包括靈活的電價(jià)機(jī)制和吸引用戶(hù)參與的需求響應(yīng)政策。中國(guó)電科院專(zhuān)家在電力市場(chǎng)化下電網(wǎng)運(yùn)行控制和智能用電方面開(kāi)展了研究,以應(yīng)對(duì)開(kāi)放的電力市場(chǎng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生的影響。
關(guān)于未來(lái)電力市場(chǎng)與技術(shù)研究方向,中國(guó)電科院介紹了中國(guó)特高壓輸電技術(shù)的發(fā)展,展示了特高壓試驗(yàn)基地、可再生能源發(fā)電預(yù)測(cè)中心、數(shù)字計(jì)量檢測(cè)中心等。韓國(guó)電力研究院介紹了在納米碳薄膜、石墨烯和新型電池材料方面的研究。日本電力工業(yè)中央研究院介紹了風(fēng)電開(kāi)發(fā)環(huán)境影響評(píng)估、電網(wǎng)通信安全等方面的研究。臺(tái)灣電力公司研究院還介紹了核電故障診斷、閃電跟蹤等方面的研究。
當(dāng)前,世界正開(kāi)展綠色工業(yè)革命浪潮,各國(guó)都在為發(fā)展綠色低碳智能電網(wǎng)不懈努力,也取得了豐碩的成果。電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展需要所有電力研究人員持續(xù)的努力,與會(huì)專(zhuān)家意猶未盡,期盼在明年舉辦的新一屆東亞電力技術(shù)研討會(huì)上再次相聚,在交流中碰撞出創(chuàng)新的火花。
(作者系中國(guó)電力科學(xué)研究院首席電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行專(zhuān)家。)
責(zé)任編輯: 江曉蓓